KR20210105404A

KR20210105404A - 은 페이스트

Info

Publication number: KR20210105404A
Application number: KR1020217022741A
Authority: KR
Inventors: 고우스케 니시무라; 나오토 신도; 히로시 마시마
Original assignee: 쇼에이 가가쿠 가부시키가이샤
Priority date: 2018-12-26
Filing date: 2019-11-28
Publication date: 2021-08-26
Also published as: JPWO2020137329A1; CN113226595B; US20220072607A1; WO2020137329A1; TWI829834B; CN113226595A; TW202031808A

Abstract

적어도 은 분말, 바인더 수지 및 유기 용제를 함유하는 은 페이스트로서, 상기 은 분말의 비표면적을 S_BET(m²/g), 상기 은 분말에 대한 상기 바인더 수지의 함유 비율을 C_BND(질량%)로 했을 때, C_BND/S_BET의 값이 2.0~3.4이고, 상기 은 분말의 구리 함유량이 10~5000질량ppm이며, 상기 은 페이스트의 건조막 밀도가 7.50g/cm³ 이상인 것을 특징으로 하는 은 페이스트. 본 발명에 의하면, 분말을 고농도로 포함하며, 또한, 인쇄성이 우수한 은 페이스트를 제공하는 것, 및 그것으로 인해, 충전율 및 막 밀도가 높고, 높은 도전성을 나타내며, 또한, 내마이그레이션성이 우수한 은 도체막을 제공할 수 있다.

Description

은 페이스트

본 발명은, 은 분말을 포함하며, 적층 세라믹 콘덴서, 인덕터, 액추에이터 등의 세라믹 전자 부품에 있어서의, 내부 전극이나 외부 전극을 형성하기 위해 이용되는 소성형 은 페이스트에 관한 것이다.

종래부터, 전자 부품의 내부 전극이나 외부 전극을 형성하기 위한, 금속 분말을 함유하는 도전성 페이스트는 널리 이용되고 있다. 이는, 예를 들면, 유기 금속 화합물을 이용하는 도전성 잉크 등에 비해, 금속 분말을 포함하는 도전성 페이스트가, 스크린 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 그라비아 인쇄법, 잉크젯법, 딥법, 디스펜스법, 브러시 코팅, 스핀 코트와 같은 다양한 인쇄법에 대응할 수 있으며, 또한, 한 번의 도포 인쇄에 의해 후막을 형성할 수 있고, 높은 도전성을 얻는데 있어서 유리하다는 것을 그 한 요인으로 한다.

또, 높은 도전성을 얻기 위해서는, 도전성 페이스트 중에 포함되는 금속 분말의 함유량은 높은 편이 바람직하고, 또, 당해 페이스트를 인쇄하여 얻어지는 도막은, 치밀하고 고밀도인 것이 바람직하다. 금속 분말의 함유량이 높음으로써, 앞으로, 더욱 미세해지는 패턴 형성에 있어서도, 확실한 도통(導通)을 얻을 수 있다.

예를 들면, 특허문헌 1(일본국 특허공개 2005-174824호 공보)에는, 치밀성이 높고, 도전성이 높은 막을 얻기 위해 금속 분말 대신에 금속 콜로이드 입자를 사용하고, 이것에 유기 금속 화합물을 병용함으로써, 금속 콜로이드 입자간의 공극을 유기 금속 화합물로 메움으로써, 치밀성을 높이려고 하는 발명이 개시되어 있다.

그러나, 금속 콜로이드 입자나 유기 금속 화합물에는 다량의 유기 성분이 포함되어 있기 때문에, 이들을 도전성의 주성분으로서 사용하는 경우, 금속 분말을 사용하는 페이스트에 비해 금속 성분의 함유량이 낮기 때문에, 비저항이 낮은 도체막을 얻을 수 없다. 게다가, 상술한 다종 다양한 인쇄법에 대응하는 것이 어렵고, 이를 해결하기 위해 페이스트 중에 다량의 바인더 수지나 점도 조정제 등을 첨가하면, 도막 중의 금속 비율을 더욱 낮추게 된다.

한편, 페이스트의 도전성 성분으로서 금속 분말을 사용하는 경우, 금속 분말의 함유량이 높으면, 비저항이 낮은 도체막을 얻을 수 있지만, 금속 분말의 함유량이 높아지면 질수록 인쇄성이 나빠진다. 그러므로, 은 페이스트의 경우는, 예를 들면, 특허문헌 2에 기재되어 있는 도막 밀도는, 가장 높은 것이 5.4g/cm³이며, 특허문헌 3에 기재되어 있는 도막 밀도도 최고 5.70g/cm³ 정도이다. 또 특허문헌 4에는, 니켈 페이스트이지만 건조막 밀도가 6.2g/cm³인 예가 개시되어 있다.

이들처럼, 도전성 페이스트에 있어서, 높은 도전성을 얻기 위해 치밀한 도막을 얻으려고 하면 인쇄성이 희생되어, 양자는 트레이드 오프(이율배반)의 관계에 있다. 그러므로, 치밀한 도막 형성과 양호한 인쇄성을 동시에 달성할 수 있는 도전성 페이스트가 요구되고 있다.

치밀한 도막을 얻기 위해, 입경이 상이한 대소 2종류의 은 분말을 사용한 예가 알려져 있다(특허문헌 5, 특허문헌 6). 그러나, 특히 은 분말을 사용하는 은 페이스트의 경우에는 마이그레이션으로 불리는 현상이 알려져 있으며, 은 페이스트 중에 포함되는 소경 은 분말(예를 들면 0.5μm 미만)이 많으면 많을수록 마이그레이션이 더 발생하기 쉬워진다.

종래부터 마이그레이션을 억제하기 위해, 은 페이스트에 불소를 포함하는 내마이그레이션 억제제(특허문헌 7)나, 은 분말에 구리-주석-망간의 3원소를 포함하는 혼합 분말이나 합금 분말, 화합물 분말 등(특허문헌 8)을 첨가하는 등의 여러 가지 대책이 시도되고 있다.

일본국 특허공개 2005-174824호 공보 일본국 특허공개 2007-131950호 공보 일본국 특허공개 2008-192565호 공보 일본국 특허공개 2004-220807호 공보 일본국 특허공개 2003-280179호 공보 일본국 특허공개 2005-203304호 공보 일본국 특허공개 2014-197483호 공보 국제 공개 제2014/061765호

그러나, 마이그레이션을 방지할 목적으로, 페이스트 중에 상술한 바와 같은 은 분말 이외의 성분을 다량으로 첨가하는 것은, 높은 도전성을 얻는데 있어서는 바람직하지 않다.

따라서, 본 발명의 목적은, 이들 문제점을 해결하는 것을 과제로 한다. 즉, 본 발명의 목적은, 은 분말을 고농도로 포함하며, 또한, 인쇄성이 우수한 은 페이스트를 제공하는 것, 및 그것으로 인해, 충전율 및 막 밀도가 높고, 높은 도전성을 나타내며, 또한, 내마이그레이션성이 우수한 은 도체막을 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, 본 발명자들은, 페이스트 중에 은 분말을 고농도로 포함하는 경우라도, 은 분말의 비표면적과 바인더 수지의 고형 성분을 특정 범위로 제어함으로써, 인쇄성을 희생하는 일 없이 치밀한 건조막을 얻을 수 있고, 게다가, 은 분말에 필요 최소한의 구리 성분을 함유시키는 것만으로, 효과적으로 마이그레이션을 억제할 수 있다는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.

즉, 본 발명 (1)은, 적어도 은 분말, 바인더 수지 및 유기 용제를 함유하는 은 페이스트로서,

상기 은 분말의 비표면적을 S_BET(m²/g), 상기 은 분말에 대한 상기 바인더 수지의 함유 비율을 C_BND(질량%)로 했을 때, C_BND/S_BET의 값이 2.00~3.40이고,

상기 은 분말의 구리 함유량이 10~5000질량ppm이며,

상기 은 페이스트의 건조막 밀도가 7.50g/cm³ 이상인 것

을 특징으로 하는 은 페이스트를 제공하는 것이다.

또, 본 발명 (2)는, 상기 건조막 밀도가 7.60g/cm³ 이상인 것을 특징으로 하는 (1)의 은 페이스트를 제공하는 것이다.

또, 본 발명 (3)은, 상기 C_BND/S_BET의 값이 2.50~3.10인 것을 특징으로 하는 (1) 또는 (2)의 은 페이스트를 제공하는 것이다.

또, 본 발명 (4)는, 상기 은 분말이 구리를 30~500질량ppm 포함하는 것을 특징으로 하는 (1)~(3) 중 어느 하나의 은 페이스트를 제공하는 것이다.

또, 본 발명 (5)는, 상기 은 페이스트에 대한 상기 은 분말의 함유량 C_AG가 80.00~97.00질량%인 것을 특징으로 하는 (1)~(4) 중 어느 하나의 은 페이스트를 제공하는 것이다.

또, 본 발명 (6)은, 상기 은 페이스트에 대한 상기 은 분말의 함유량 C_AG가 92.00~96.00질량%인 것을 특징으로 하는 (5)의 은 페이스트를 제공하는 것이다.

또, 본 발명 (7)은, 상기 은 분말의 비표면적 S_BET가 0.10~0.30m²/g의 분말인 것을 특징으로 하는 (1)~(6) 중 어느 하나의 은 페이스트를 제공하는 것이다.

또, 본 발명 (8)은, 상기 은 분말의 레이저 회절식 입도 분포 측정의 체적 기준의 적산 분율에 있어서의 10%값, 50%값을 각각 D10, D50으로 했을 때, D10이 1.00~3.00μm, D50이 3.00~7.00μm인 것을 특징으로 하는 (1)~(7) 중 어느 하나의 은 페이스트를 제공하는 것이다.

또, 본 발명 (9)는, 상기 D10이 1.20~2.00μm인 것을 특징으로 하는 (8)의 은 페이스트를 제공하는 것이다.

또, 본 발명 (10)은, 상기 D50이 3.90~5.00μm인 것을 특징으로 하는 (8) 또는 (9)의 은 페이스트를 제공하는 것이다.

또, 본 발명 (12)는, 700℃ 이하의 가열 처리에 의해 도체막을 형성하기 위해 이용되는 것을 특징으로 하는 (1)~(10) 중 어느 하나의 은 페이스트를 제공하는 것이다.

본 발명에 의하면, 은 분말을 고농도로 포함하며, 또한 인쇄성이 우수한 은 페이스트를 제공하는 것, 및 그것으로 인해, 충전율 및 막 밀도가 높고, 높은 도전성을 나타내며, 또한, 내마이그레이션성이 우수한 은 도체막을 제공할 수 있다.

도 1은, 적층 인덕터의 외관도이다.
도 2는, 상기 적층 인덕터의 소체 부분의 분해도이다.
도 3은, 도 1의 X-X축을 따른 단면의 간략도이다.
도 4는, 도 3의 일부를 확대한 간략도이다.

본 발명의 은 페이스트는, 적어도 은 분말, 바인더 수지 및 유기 용제를 함유하는 은 페이스트로서,

상기 은 분말의 구리 함유량이 10~5000질량ppm이며,

상기 은 페이스트의 건조막 밀도가 7.50g/cm³ 이상인 것

을 특징으로 하는 은 페이스트이다.

본 발명의 은 페이스트는, 적어도, 은 분말과, 바인더 수지와, 유기 용제를 함유한다.

본 발명의 은 페이스트에 있어서의 은 분말, 즉, 본 발명의 은 페이스트에 함유되는 은 분말은, 후술하는 요건을 만족하는 것이 가능한 것이라면, 형상, 입경, 제조 방법 등은, 특별히 제한되지 않는다.

본 발명의 은 페이스트에 있어서의 은 분말의 구리 함유량은, 10~5000질량ppm, 바람직하게는 30~500질량ppm이다. 은 분말의 구리 함유량이, 상기 범위에 있음으로써, 마이그레이션이 발생하기 어려워진다. 한편, 은 분말의 구리 함유량이, 상기 범위 미만이면, 마이그레이션이 발생하기 쉬워진다. 또한, 내마이그레이션의 관점에서는, 구리 함유량에 상한은 없지만, 상기 범위를 넘으면, 비저항이 커진다. 그러므로, 본 발명에 있어서 은 분말의 구리 함유량은 10~5000질량ppm의 범위 내이다. 또한, 본 명세서에 있어서 수치 범위를 나타내는 부호 「~」는, 특별히 언급하지 않는 한, 부호 「~」의 전후에 기재된 수치를 포함하는 범위를 나타내는 것으로 한다. 즉, 예를 들면 「10~5000」이라는 표기는, 특별히 언급하지 않는 한 「10 이상 5000 이하」와 동의이다.

본 발명의 은 페이스트에 있어서의 바인더 수지는, 특별히 제한되지 않고, 통상의 은 페이스트에 사용되는 바인더 수지를 들 수 있다. 바인더 수지로서는, 예를 들면, 셀룰로오스류, 아크릴 수지, 페놀 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에틸렌 수지를 들 수 있다.

본 발명의 은 페이스트에 있어서의 유기 용제는, 특별히 제한되지 않고, 통상의 은 페이스트에 사용되는 유기 용제를 들 수 있다. 유기 용제로서는, 예를 들면, 알코올계, 에테르계, 에스테르계, 탄화수소계 등의 유기 용제, 물, 및 이들의 혼합 용제 등을 들 수 있다.

은 분말의 비표면적을 S_BET(m²/g)로 하고, 은 분말에 대한 바인더 수지의 함유 비율을 C_BND(질량%)로 했을 때, 본 발명의 은 페이스트의 「C_BND/S_BET」의 값은, 2.00~3.40, 바람직하게는 2.50~3.10이다. C_BND/S_BET의 값이, 상기 범위에 있음으로써, 양호한 인쇄성을 가지면서, 또한, 은 페이스트 중의 은 함유율을 높게 할 수 있어, 그 결과, 건조막 밀도가 높고, 치밀성 및 도전성이 높은 도전막이 얻어진다. 한편, C_BND/S_BET의 값이, 상기 범위 미만이면, 은 표면을 덮는 바인더 수지량이 부족함으로써, 은 페이스트 중의 은 입자의 분산성이 저해되거나 건조막의 강도가 낮아지기 때문에, 예를 들면, 스크린 인쇄의 경우이면 스크린의 빠짐이 나빠지거나 인쇄 및 건조 후의 도막 형상의 유지가 곤란해진다. 또, C_BND/S_BET의 값이, 상기 범위를 넘으면, 적당한 인쇄성을 유지하기 위해 유기 용제를 다량으로 이용하게 되고, 은 페이스트 중의 은 함유율이 낮아져 버리기 때문에, 건조막 밀도가 낮아져, 치밀성이나 도전성이 나빠진다. 또한, S_BET(m²/g)는, 은 분말의 표면에 헬륨 가스를 흡착시킨 BET법에 의해 구해지는 비표면적이다. 또, C_BND(질량%)는, 「(은 페이스트 중의 바인더 수지의 함유량/은 페이스트 중의 은 분말의 함유량)×100」의 식으로 구해지는 은 분말에 대한 바인더 수지의 함유 비율(질량%)이다.

본 발명의 은 페이스트의 건조막 밀도는, 7.50g/cm³ 이상이다. 본 발명의 은 페이스트의 건조막 밀도의 하한값은, 바람직하게는 7.60g/cm³, 특히 바람직하게는 7.80g/cm³이다. 또, 본 발명의 은 페이스트의 건조막 밀도의 상한값은, 인쇄성이 양호한 한, 높으면 높을수록 바람직하지만, 은의 밀도(10.5g/cm³)를 넘지는 않고, 작업성이나 생산성 등도 고려하면, 현실적으로는 8.50g/cm³ 정도가 상한이다. 또, 건조막 밀도의 제어 방법으로는, 널리 알려져 있는 일반적인 수법에 의해 건조막 밀도를 제어할 수 있고, 그 일례로서는, 은 분말의 입도 분포나 그 표면 상태(평활도나 표면 처리의 유무 등)를 조정하거나, 사용하는 바인더 수지나 유기 용제 등을 변경하거나, 혹은, 페이스트 중에 분산제를 첨가하는 경우에는 그 종류나 첨가량을 바꾸는 것에 의해서도 제어가 가능하다. 또한, 본 발명에 있어서 건조막 밀도란, 은 페이스트의 도막을, 가압하지 않고, 그대로 건조해서 얻어지는 건조막의 밀도를 말하며, 후술하는 예에서는, PET 필름 상에 측정 대상의 은 페이스트를 대략 150μm 두께로 도포하고, 그대로 80℃에서 10분간의 가건조를 행한 후, PET 필름마다 직경 15mm의 원 형상으로 구멍을 내고, 추가로 150℃에서 1시간의 본건조를 행하고 나서 PET 필름을 벗겨, 얻어진 건조막의 질량 W와 체적 V를 측정하여 W/V를 산출한 값을 말한다.

그리고, 본 발명의 은 페이스트에서는, C_BND/S_BET의 값과 은 분말 중의 구리 함유량이 각각 상술한 범위를 만족하며, 또한, 건조막 밀도가 상기 범위인 것으로 인해, 치밀하고 고도전성의 막이 얻어진다. 이로 인해, 본 발명의 은 페이스트는, 치밀하고 비저항이 작은 도체막을 형성할 수 있는 한편, 인쇄성도 우수하여, 도막 형상이 우수한 도체막을 얻을 수 있고, 게다가 내마이그레이션성이 우수하여, 도체막 사이의 쇼트의 발생을 적게 할 수 있다. 후술하는 실험예에 있어서는 본 발명의 은 페이스트를 피인쇄 기체(基體)에 스크린 인쇄한 후, 당해 기체와 도막 사이의 접촉각(직사각형성)의 값이 90°에 가까울수록, 도막 형상(인쇄 패턴)이 바람직하고, 인쇄성이 양호하다는 평가를 행하고 있다.

은 페이스트 중의 은 함유량은, 높으면 높을수록 고도전성의 막이 얻어지지만, 한편으로 너무 높으면 인쇄성이 낮아진다. 그리고, 본 발명의 은 페이스트의 은 분말의 함유량 C_AG는, 도전성과 인쇄성 둘다 높게 할 수 있다는 점에서, 80.00~97.00질량%인 것이 바람직하고, 92.00~96.00질량%인 것이 특히 바람직하다. 또한, 은 페이스트 중의 은 함유량(질량%)은, 「(은 분말의 함유량/은 페이스트의 질량)×100」의 식으로 구해지는 은 페이스트에 대한 은 분말의 함유 비율이다.

본 발명의 은 페이스트에 있어서의 은 분말의 비표면적 S_BET는 0.10~0.30m²/g인 것이 바람직하다. 은 분말의 비표면적 S_BET가 0.10~0.30m²/g인 것으로 인해, 마이그레이션을 일으키기 쉬운 소경 은 분말의 함유량이 적기 때문에, 도체막 사이의 쇼트가 보다 효과적으로 억제된다. 은 분말의 비표면적 S_BET는, 특히 바람직하게는 0.12~0.20m²/g이다. 또, 은 분말의 형상은 입자상이나 플레이크상, 부정형상이어도 되지만, 특히 구상인 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에 있어서 구상이란, SEM(주사 전자 현미경)에 의한 관찰에 있어서, 시야 내의 임의의 50개의 입자의 애스펙트비의 평균값이 1.0~1.5의 범위 내에 있는 것을 말한다. 본 발명에 있어서는, 특히 애스펙트비의 평균값이 1.0~1.3의 범위 내인 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 은 페이스트에 있어서의 은 분말로서는, D10이 1.00~3.00μm 또한 D50이 3.00~7.00μm인 은 분말이 바람직하고, 또한 은 분말의 D10은 1.20~2.00μm인 것이 특히 바람직하며, 또 은 분말의 D50은 3.90~5.00μm인 것이 특히 바람직하다. 은 분말의 D10 및 D50이 상기 요건을 만족함으로써, 건조막 밀도가 높아지고, 또한, 마이그레이션을 일으키기 쉬운 소경 은 분말의 함유량이 적어지므로, 도체막 사이의 쇼트가 보다 효과적으로 억제된다.

또, 본 발명의 은 페이스트에 있어서의 은 분말로서는, 평균 입경(D50)이 상이한 2종류 이상의 은 분말이 혼합된 혼합 분말인 것이 바람직하다. 은 분말이, 평균 입경(D50)이 상이한 2종류 이상의 은 분말로 이루어지는 혼합 분말을 이용함으로써, 건조막 밀도가 높고, 치밀하며 고도전성의 도체막이 얻어지기 쉬워진다.

본 발명의 은 페이스트에 있어서의 은 분말로서는,

(a) D50이 3.50~7.50μm, 바람직하게는 3.70~7.50μm, 특히 바람직하게는 4.00~6.00μm의 범위 내에 있는 제1 은 분말과,

(b) D50이 0.80~2.70μm이고, 0.80~2.00μm여도 되고, 바람직하게는 0.80~1.80μm의 범위 내에 있는 제2 은 분말

의 혼합 분말인 것 바람직하다. 이 경우, 상술한 비표면적 S_BET나 D50, D10, 구리 함유량 등의 각종 물리량은, 2종류 이상의 은 분말을 혼합한 후의 혼합 분말 전체에서 상술한 수치 범위 내에 있으면 된다. 또한, 제2 은 분말에 의해 혼합 분말 전체의 D10의 값이 내려가기 쉬워지기 때문에, 제2 은 분말의 D10은 0.70μm 이상으로 조정된 것을 이용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서 은 분말의 제조 방법은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 종래 알려져 있는 아트마이즈법, 습식 환원법, CVD법, 일본국 특허 제3541939호에 기재되어 있는 PVD법, 일본국 특허공고 소63-31522호에 기재되어 있는 분무 열분해법이나, 일본국 특허 제3812359호에 기재되어 있는 「기상 중에서 열분해성 금속 함유 화합물을 열분해하는 방법」 등에 의해 은 분말을 제조할 수 있다. 그들 중에서도, 상기의 PVD법, 분무 열분해법 또는 「기상 중에서 열분해성 금속 함유 화합물을 열분해하는 방법」의 제조 방법은, 구상이며 결정성이 높고, 입경이 고른 은 분말을 용이하게 얻을 수 있다는 점에서 바람직하다.

본 발명의 은 페이스트에 있어서, 은 분말에 대한 바인더 수지의 함유 비율 C_BDN은, 바람직하게는 0.430~0.750질량%, 특히 바람직하게는 0.440~0.600질량%이다.

본 발명의 은 페이스트는, 필요에 따라, 유리 프리트, 금속 산화물 등의 무기 화합물, 통상의 은 페이스트에 첨가제로서 사용되는 가소제, 점도 조정제, 계면 활성제, 분산제, 산화제 등을, 적절히 함유할 수 있다.

본 발명의 은 페이스트는, 상법에 따라, 은 분말, 바인더 수지, 유기 용제 및 필요에 따라 적절히 첨가되는 무기 산화물, 첨가제 등을 함께 혼련하고, 균일하게 분산시켜, 스크린 인쇄 그 외의 인쇄 방법에 적합한 리올로지의 페이스트상으로 조제됨으로써 제조된다.

본 발명의 은 페이스트는, 적층 세라믹 콘덴서, 인덕터, 액추에이터 등의 전자 부품에 있어서의 내부 전극이나 외부 전극이나 후막 도체 회로의 형성에 이용된다. 특히, 본 발명의 은 페이스트는, 압분 자심 재료, 특히 연자성 금속 입자가 자성 재료로서 이용되는 적층 인덕터의 내부 전극 형성 용도로서 적합하게 이용된다.

본 발명에 있어서의 「인쇄성」에 대해서, 보다 이해를 용이하게 하기 위해, 이하, 적층 인덕터를 예로 설명한다.

통상, 적층 인덕터(10)는, 일례로서 도 1과 같이, 소체(11)와, 소체(11)의 한 쌍의 단면을 피복하는 제1 외부 전극(12) 및 제2 외부 전극(13)에 의해 구성되어 있다.

그리고, 소체(11)는, 도 2에 나타나는 바와 같이, 자성체층 A1~A20과, 내부 전극층 B1~B17이 적층되어 구성된다. 자성체층 A1~A20은, 예를 들면 철을 주성분으로 하는 연자성 철 합금 입자의 표면을, 수지나 산화막 등으로 이루어지는 절연막으로 피복한 코어쉘형 복합 입자를, 적절한 바인더 수지 및 유기 용제와 함께 혼련하여 자성체 페이스트를 조제하고, 이를 시트상으로 성형·건조하여 얻어진 것이다. 자성체층 A3~A19 각각의 표면 상에는, 스크린 인쇄법에 의해, 소정 패턴의 내부 전극층 B1~B17이 형성된다. 본 발명의 은 페이스트는, 이들 내부 전극층의 형성에 이용된다. 내부 전극층 B1의 일단은 자성체층 A3의 단면에 노출됨으로써 외부 전극(12)에 대해 전기적으로 접속되고, 또 내부 전극층 B17의 일단은, 마찬가지로 외부 전극(13)에 전기적으로 접속된다. 또, 내부 전극층 B1~B17 각각은, 자성체층 A3~A19의 두께 방향으로 관통하여 형성되는 스루홀 전극 C1~C16을 통해 전기적으로 접속되고, 전체적으로 내부 전극층 B1~B17은 적층 방향으로 코일상으로 구성되어 있다. 또한, 자성체층 A3~A19 상에 내부 전극층 B1~B17을 형성할 때, 내부 전극층 B1~B17의 막두께에 의해 생기는 단차를 메울 수 있는 형상의 자성체층(도시하지 않음)이, 자성체층 A3~A19 상에 추가로 적층되는 것이 바람직하다. 그리고, 자성체층 A1~A20 및 내부 전극층 B1~B17이 적층된 소체(11)는, 열압착 공정을 거쳐 700℃ 정도로 소성된 후, 그 한 쌍의 단부에 외부 전극(11, 12)이 형성되어, 적층 인덕터가 된다. 여기서 외부 전극은, 본 발명의 은 페이스트를 이용하여 형성되어도 되고, 니켈이나 구리를 주성분으로 하는 도전성 페이스트를 이용하여 형성되어도 된다.

이와 같이 하여 제조된 도 1의 적층 인덕터의 X-X축을 따른 단면은 도 3과 같고, 그 일부를 확대하면 도 4와 같다. 또한, 도 3, 도 4는 모두 간략도이고, 적층 수를 포함하여 도 2에서 나타낸 내용이나 구조와 반드시 일치하지는 않는다. 도 3에 나타나는 바와 같이, 내부 전극층의 단면 형상은, 이상적으로는 직사각형 형상인 것이 바람직하다. 그러나, 실제로는 은 페이스트를 기체에 도포 인쇄할 때에, 페이스트의 점성·유동성 등이 영향을 주기 때문에, 실제의 내부 전극층의 단면 형상은, 통상, 도 4에 나타나는 바와 같은 대략 사다리꼴 형상인 것이 된다. 이를 직사각형 형상에 가깝게 하기 위해서는, 페이스트를 인쇄할 때에는 유동성이 높고, 또한, 인쇄 후에는 신속하게 높은 점도를 나타내는 특성의 페이스트가 얻어지면 되는데, 페이스트 중에 있어서 제어해야 할 파라미터는 매우 많고, 또한, 그들이 서로 복잡하게 영향을 주고 받기 때문에, 상정한 바와 같은 결과나 특성이 얻어지는 케이스는 전무라고 해도 과언은 아니다.

이상과 같이, 본 명세서에 있어서 「인쇄성」이란, 스크린 인쇄법이나 그라비아 인쇄법 등에 의한 인쇄 시에는, 적당한 유동성을 나타내어 인쇄할 수 있다는 것뿐만 아니라, 인쇄 후에는 신속하게 높은 점도를 나타내어, 보다 직사각형 형상에 가까운 도막(도체막)이 얻어지는 것을 의미하고 있다.

본 발명의 은 페이스트는, 적층 세라믹 콘덴서, 인덕터, 액추에이터 등의 세라믹 전자 부품에 있어서의, 내부 전극이나 외부 전극을 형성하기 위해 이용되는 소성형 은 페이스트로서 적합하게 이용된다. 예를 들면, 본 발명의 은 페이스트는, 700℃ 이하의 가열 처리에 의해 도체막을 형성하기 위해 이용된다.

이하, 본 발명을 구체적인 실험예에 의거하여 설명하는데, 본 발명은, 이들에 한정되는 것은 아니다.

실시예

＜은 분말의 제조＞

먼저, 일본국 특허공고 소63-31522호에 기재되어 있는 분무 열분해법에 의거하여, 표 1에 기재된 은 분말 1~21을 준비했다. 즉, 은 분말 6, 8, 13~17, 19~21에 대해서는, 얻어지는 은 분말 중의 구리 함유량이 표 1의 은 분말 전체 란에 기재되어 있는 값이 되도록, 은염 및 구리염을 칭량하여 용해시킨 수용액을 분무 열분해하고, 포집한 은 분말을 분급 처리하여, D10과 D50의 값을 조절했다. 또, 은 분말 1~5, 7, 9~12, 18에 대해서는, 얻어지는 은 분말 중의 구리 함유량이 표 1의 제1 은 분말 또는 제2 은 분말 란에 기재되어 있는 값이 되도록, 은염 및 구리염을 칭량하여 용해시킨 수용액을 분무 열분해하고, 포집한 은 분말을 분급 처리하여, D10과 D50의 값을 조절하고, 그 다음에, 얻어진 제1 은 분말과 제2 은 분말을 혼합하여 혼합 분말을 은 분말로서 얻었다.

각각의 은 분말에 대해서, 레이저 회절식 입도 분포 측정 장치를 이용하여, 체적 기준의 적산 분율에 있어서의 10%값(D10)과 50%값(D50)을 구했다. 또, BET법에 의해 비표면적(S_BET)을 측정하고, 또한 SEM(주사 전자 현미경) 상(像) 관찰에 있어서 임의로 선택한 50개의 은 분말의 애스펙트비를 측정하여, 그 평균값을 구했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

(실시예 1~13 및 비교예 1~9)

표 1에 기재한 은 분말을 표 2에 기재한 함유량 C_AG로 하고, 에틸셀룰로오스를 표 2에 기재한 함유량 C_BND로 하며, 잔부를 테르피네올(TPO)로 하여, 이들을 혼련함으로써 은 페이스트 시료 a~u를 제작했다.

그 다음에, 각 은 페이스트 시료 a~u를, PET 필름 상에 20mm×20mm×151μm로 도포하고, 80℃에서 10분간 건조시킨 것을, 15mmΦ의 펀치를 이용하여 구멍을 내고, 추가로 150℃에서 1시간의 건조 처리를 행했다. 그 다음에, 얻어진 건조막의 질량 W와 체적 V를 각각 측정하여, W/V의 식에 의해 건조막 밀도를 구했다. 그 결과를 표 2에 나타낸다. 또한, 건조막 밀도의 합격 기준을, 7.50g/cm³ 이상으로 했다.

그 다음에, 은 페이스트 시료를 세라믹 기판 상에 60mm×0.6mm×40μm의 직육면체 형상으로 도포 인쇄하고, 산화성 분위기 하(대기 중), 650℃에서 소성하여 도체막을 형성한 후, 4단자법에 의해 전기 저항값을 구하여, 비저항을 산출했다. 그 결과를 표 2에 나타낸다. 또한, 비저항값의 합격 기준을, 2.00μΩ·cm 이하로 하고, 바람직하게는 1.90μΩ·cm 이하로 했다.

1) 은 페이스트 중의 은 분말의 함유량: (은 분말/은 페이스트)×100

2) 은 분말에 대한 에틸셀룰로오스의 함유량: (에틸셀룰로오스/은 분말)×100

(실시예 14~26, 비교예 10~18)

미리 준비해 둔 막두께 30μm의 자성체층 상에, 상기에서 얻은 은 페이스트 시료 a~u를 이용하여 직육면체 형상의 패턴을 스크린 인쇄법에 의해 형성하고, 또한, 당해 패턴의 두께에 의한 단차를 메우는 자성체층을 인쇄했다. 이를 1조로 하여 3조를 적층하고, 추가로 최상부와 최하부에 커버용 자성체층을 적층했다. 그 다음에, 열압착하고, 산화성 분위기 중에서 탈지 처리한 후, 650℃에서 소성함으로써, 적층체를 얻었다.

그 다음에, 얻어진 적층체를 이용하여, 인쇄성을 평가했다. 구체적으로는, 도 4에 나타낸 바와 같이 적층체를 절단하고, 도체막의 단면의 직사각형성을 관찰하여, 도 4에 있어서 θ에 대응하는 각도의 평균값을 측정했다. 그 결과를 표 3에 나타낸다. 또한, 인쇄성의 합격 기준을 55° 이상으로 하고, 바람직하게는 65° 이상으로 했다.

또, 상기와 동일하게 하여, 적층체를 25개 제작하고, 적층체의 쇼트율을 측정했다. 구체적으로는, 적층체 내의 3개의 도체막 사이의 최상단~중단 사이, 및 중단~최하단 사이의 전기 저항 측정을 행하고, 이를, 준비한 적층체 25개에 대해 반복적으로 행했다. 전체 측정 횟수 중, 도통한 횟수의 비율을 쇼트율로 했다. 그 결과를 표 3에 나타낸다. 또한, 쇼트율의 합격 기준을 5% 이하로 하고, 바람직하게는 3% 이하로 했다.

Claims

적어도 은 분말, 바인더 수지 및 유기 용제를 함유하는 은 페이스트로서,
상기 은 분말의 비표면적을 S_BET(m²/g), 상기 은 분말에 대한 상기 바인더 수지의 함유 비율을 C_BND(질량%)로 했을 때, C_BND/S_BET의 값이 2.00~3.40이고,
상기 은 분말의 구리 함유량이 10~5000질량ppm이며,
상기 은 페이스트의 건조막 밀도가 7.50g/cm³ 이상인 것
을 특징으로 하는 은 페이스트.
청구항 1에 있어서,
상기 건조막 밀도가 7.60g/cm³ 이상인 것을 특징으로 하는 은 페이스트.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 C_BND/S_BET의 값이 2.50~3.10인 것을 특징으로 하는 은 페이스트.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 은 분말이 구리를 30~500질량ppm 포함하는 것을 특징으로 하는 은 페이스트.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 은 페이스트에 대한 상기 은 분말의 함유량 C_AG가 80.00~97.00질량%인 것을 특징으로 하는 은 페이스트.
청구항 5에 있어서,
상기 은 페이스트에 대한 상기 은 분말의 함유량 C_AG가 92.00~96.00질량%인 것을 특징으로 하는 은 페이스트.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 은 분말의 비표면적 S_BET가 0.10~0.30m²/g인 것을 특징으로 하는 은 페이스트.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 은 분말의 레이저 회절식 입도 분포 측정의 체적 기준의 적산 분율에 있어서의 10%값, 50%값을 각각 D10, D50으로 했을 때, D10이 1.00~3.00μm, D50이 3.00~7.00μm인 것을 특징으로 하는 은 페이스트.
청구항 8에 있어서,
상기 D10이 1.20~2.00μm인 것을 특징으로 하는 은 페이스트.
청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
상기 D50이 3.90~5.00μm인 것을 특징으로 하는 은 페이스트.
청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
700℃ 이하의 가열 처리에 의해 도체막을 형성하기 위해 이용되는 것을 특징으로 하는 은 페이스트.